Controle Microbiano

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIUNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇÇOSAOSA
Departamento de MicrobiologiaDepartamento de Microbiologia
MBI 100 MBI 100 –– Microbiologia GeralMicrobiologia Geral
Controle MicrobianoControle Microbiano
Aspectos Gerais, Aspectos Gerais, 
MMéétodos Ftodos Fíísicos esicos e
Agentes QuAgentes Quíímicosmicos
Bibliografia:Bibliografia:
TortoraTortora –– capcapíítulos 7 e 20 tulos 7 e 20 
BrockBrock –– capcapíítulo 17tulo 17
IntroduIntroduçção ão 
Controle:Controle:
•• Por destruiPor destruiçção ou eliminaão ou eliminaçção: ão: morte ou remomorte ou remoççãoão ((calorcalor, , 
radiaradiaççãoão ouou filtrafiltraççãoão))
•• Por limitaPor limitaçção do crescimento: ão do crescimento: inibiinibiçção ão ((refrigerarefrigeraççãoão, , 
congelamentocongelamento))
Qual o significado dos termos?Qual o significado dos termos?
99 EsterilizaEsterilizaçção?ão?
99 DesinfecDesinfecçção?ão?
99 AntiAnti‐‐sepsia?sepsia?
99 SanitizaSanitizaçção?ão?
99 Assepsia?Assepsia?
•• EsterilizaEsterilizaçção:ão: destruição de todas as formas de vida microbiana, 
incluindo os endosporos
•• DesinfecDesinfecçção:ão: destruição das formas vegetativas de micro‐
organismos patogênicos
•• AntiAnti‐‐sepsia:sepsia: destruição das formas vegetativas de patógenos 
em tecido vivo
•• SanitizaSanitizaçção:ão: redução das contagens microbianas  até níveis 
seguros de saúde pública
•• Assepsia:Assepsia: ausência de contaminação significativa
Padrão Exponencial de ReduPadrão Exponencial de Reduçção ão 
da Populada Populaçção Microbianaão Microbiana
Curva de MorteCurva de Morte
‐ Morte não é
instantânea
‐ Função 
exponencial
‐ Taxa constante
Fatores que Afetam a Efetividade dos Tratamentos 
Antimicrobianos
•• NNúúmero de micromero de micro‐‐organismosorganismos
•• Estado fisiolEstado fisiolóógico gico (resistência intr(resistência intríínseca)nseca)
•• CondiCondiçções ambientais ões ambientais ((matmatéériaria orgânicaorgânica, pH, entre outros), pH, entre outros)
•• Dose ou intensidade do agenteDose ou intensidade do agente
•• Tempo de exposiTempo de exposiççãoão
Modos de Ação dos Agentes Antimicrobianos
•• AlteraAlteraçção da Permeabilidade de Membranaão da Permeabilidade de Membrana
•• Danos Danos àà Parede CelularParede Celular
•• Danos a ProteDanos a Proteíínasnas
•• Danos a Danos a ÁÁcidos Nuclcidos Nuclééicosicos
MMéétodos de Controle Microbianotodos de Controle Microbiano
• Temperatura
• Radiação
• Filtração
• Desidratação
FFíísicossicos
QuQuíímicos micos 
• Desinfetantes  e Anti‐sépticos
• Conservantes químicos
• Esterilizantes químicos
• Quimioterápicos (in vivo)
Métodos físicos de destruição de micro‐
organismos
Temperatura Temperatura 
Calor Calor 
•• Calor Calor úúmido:mido: Desnaturação e 
Coagulação das proteínas
–– PasteurizaPasteurizaçção, fervura e ão, fervura e 
autoclaveautoclave
•• Calor seco:Calor seco: Oxidação dos 
compostos orgânicos
–– Estufa e iEstufa e incinerancineraççãoão
Tratamentos TTratamentos Téérmicosrmicos
•• AplicaAplicaçção do binômio ão do binômio 
Tempo X TemperaturaTempo X Temperatura
•• Tratamentos equivalentes: Tratamentos equivalentes: 
Exemplo: MExemplo: Méétodos de pasteurizatodos de pasteurizaçção do Leiteão do Leite
–– PasteurizaPasteurizaçção lenta:  63ão lenta:  63‐‐6666°°C 30 minC 30 min
–– PasteurizaPasteurizaççãoão rráápidapida: : MMéétodotodo HTST: 71HTST: 71°°C 15 s C 15 s 
•• EsterilizaEsterilizaççãoão ComercialComercial::
•• MMéétodotodo UHT: 74 a 140UHT: 74 a 140°°C C porpor 1 a 5 s1 a 5 s
•• TratamentoTratamento suficientesuficiente parapara destruirdestruir
esporosesporos de de Clostridium Clostridium botulinumbotulinum
nosnos alimentosalimentos enlatadosenlatados
RadiaRadiaçção ão IonizanteIonizante
•• PrincPrincíípio:pio: ionizaionizaçção de ão de 
molmolééculas com formaculas com formaçção de ão de 
radicais reativos radicais reativos 
•• Raios Raios gama, raios X e feixes de gama, raios X e feixes de 
eleléétrons de alta energiatrons de alta energia
–– Custo alto e riscos inerentes Custo alto e riscos inerentes 
ao equipamento:ao equipamento:
–– AplicaAplicaçção:ão: equipamentos equipamentos 
circirúúrgicos, alimentos, rgicos, alimentos, 
descartdescartááveis plveis pláásticos, sticos, 
tecidos para enxerto,   tecidos para enxerto,   
drogas e vacinasdrogas e vacinas
•• PrincPrincíípio:pio: excitaexcitaçção dão dos os 
eleléétronstrons
•• Luz ultraLuz ultra‐‐violeta (UV)violeta (UV)
–– Maior efeito: DNA Maior efeito: DNA 
(d(díímeros de timina)meros de timina)
–– Baixo poder de penetraBaixo poder de penetraççãoão
–– AplicaAplicaçção:ão: esterilizaesterilizaçção de ão de 
superfsuperfíícies e ar cies e ar 
(salas cir(salas cirúúrgicas, salas rgicas, salas 
assasséépticas, capela de fluxo pticas, capela de fluxo 
laminar, etc.)laminar, etc.)
RadiaRadiaçção ão NãoNão‐‐ionizanteionizante FiltraFiltraççãoão
•• PrincPrincíípio:pio: RemoRemoçção de microão de micro‐‐
organismosorganismos
•• SoluSoluçções sensões sensííveis ao calor:veis ao calor:
vitaminas, aminovitaminas, aminoáácidos, cidos, 
antibiantibióóticos, vacinas, etc.ticos, vacinas, etc.
•• EstaEstaçções de tratamento de ões de tratamento de ááguagua
•• Ar de salas assAr de salas asséépticas ou pticas ou 
circirúúrgicas:rgicas:
–– Filtros HEPAFiltros HEPA
Diâmetro dos poros = 0,22 Diâmetro dos poros = 0,22 µµmm
Métodos físicos de inibição do 
crescimento de micro‐organismos
•• PrincPrincíípio:pio: redureduçção ou ão ou 
paralisaparalisaçção da atividade ão da atividade 
biolbiolóógicagica
–– RefrigeraRefrigeraççãoão
–– CongelamentoCongelamento
Temperaturas BaixasTemperaturas Baixas DesidrataDesidrataçção ou Dessecaão ou Dessecaççãoão
•• PrincPrincíípio:pio: redureduçção da ão da áágua gua 
dispondisponíívelvel
•• MMéétodos:todos: Secagem ou adiSecagem ou adiçção de ão de 
sal ou asal ou açúçúcar  ( aumento da car  ( aumento da 
pressão osmpressão osmóótica)tica)
•• LiofilizaLiofilizaçção:ão: desidratadesidrataçção rão ráápida pida 
sob baixa temperatura e vsob baixa temperatura e váácuocuo
••Não são mNão são méétodostodos de esterilizade esterilizaççãoão
Controle do Crescimento Microbiano      Controle do Crescimento Microbiano      
in in vitrovitro e e in vivoin vivo
Agentes QuAgentes Quíímicosmicos
Tempo Tempo 
Lo
g
Lo
g
do
  n
do
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úú m
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o 
de
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ul
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lu
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s
BACTERIOSTBACTERIOSTÁÁTICOTICO
Contagem de cContagem de céélulas vilulas viááveisveis
Contagem de cContagem de céélulas totaislulas totais
Efeitos de Agente Antimicrobiano sobre Efeitos de Agente Antimicrobiano sobre 
Cultura Bacteriana em Crescimento ExponencialCultura Bacteriana em Crescimento Exponencial
‐‐ Tempo de adiTempo de adiçção de ão de 
concentraconcentraçção inibitão inibitóória do ria do 
antimicrobianoantimicrobiano
Efeitos de Agente Antimicrobiano sobre Efeitos de Agente Antimicrobiano sobre 
Cultura Bacteriana em Crescimento ExponencialCultura Bacteriana em Crescimento Exponencial
Tempo Tempo 
Lo
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Lo
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BACTERICIDABACTERICIDA
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Tempo Tempo 
BACTERIOLBACTERIOLÍÍTICOTICO
Tempo Tempo 
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BACTERIOSTBACTERIOSTÁÁTICOTICO
Contagem de cContagem de céélulas vilulas viááveisveis
Contagem de cContagem de céélulas totaislulas totais
‐‐ Tempo de adiTempo de adiçção de concentraão de concentraçção ão 
inibitinibitóória do antimicrobianoria do antimicrobiano
Agente QuAgente Quíímico Desinfetante:mico Desinfetante: 
características ideais
• Amplo espectro em baixas concentrações
• Ausência de toxicidade = toxicidade seletiva
• Solubilidade 
• Estabilidade
• Homogeneidade
• Perda mínima de atividade
• Poder de penetração
• Outras (baixo custo, disponibilidade, etc.)
Principais Desinfetantes e AntiPrincipais Desinfetantes e Anti‐‐sséépticospticos
• Compostos fenólicos: limitação toxicidade
• Biguanidas: clorexidina (anti‐séptico)
• Halogênios: iodo (anti‐séptico) e cloro (desinfetante) 
• Álcoois: álcool 70%, álcool iodado
• Metais pesados: prata, mercúrio e cobre: limitação toxicidade
• Agentes de superfície e quaternários de amônio (Quats): 
laticínios e frigoríficos
• Conservantes químicos: ácidos orgânicos (sorbatos, 
propionatos), sais de cura (nitrato, nitrito), bioconservantes
(bacteriocinas, ác. Láctico, etc.)
• Esterilizantes químicos: óxido de etileno, formaldeído
(esterilização a frio)
Agentes Antimicrobiamos Utilizados in vivo
•• Conceito:Conceito: Agentes  microbicidas  ou Agentes  microbicidas  ou  microbiostmicrobiostááticosticos de de 
utilidade  clutilidade  clíínica  que  devem  reduzir  ou  impedir  o nica  que  devem  reduzir  ou  impedir  o 
crescimento microbiano, sem causar qualquer dano crescimento microbiano, sem causar qualquer dano àà ccéélula lula 
hospedeira. hospedeira. 
•• Principal propriedade: Principal propriedade:  toxicidade seletivatoxicidade seletiva,  isto ,  isto éé, ser t, ser tóóxico xico 
para o patpara o patóógeno e não afetar o hospedeiro.geno e não afetar o hospedeiro.
•• Cada  agente  possui  um Cada  agente  possui  um  espectro  de  aespectro  de  aççãoão antimicrobiana antimicrobiana 
caractercaracteríístico, isto stico, isto éé, age sobre determinados pat, age sobre determinados patóógenos.genos.
•• Podem  ser  agentes Podem  ser  agentes  quimioterquimioteráápicospicos sintsintééticosticos ou  naturais ou  naturais 
((antibiantibióóticosticos).).
Espectro de aEspectro de açção antimicrobiana de uma seleão antimicrobiana de uma seleçção de ão de 
agentes agentes quimioterquimioteráápicospicos
Drogas 
antifúngicas
Drogas 
antibacterianas
Drogas 
antivirais
Amplo espectro de aAmplo espectro de aççãoão
Espectro de aEspectro de açção antimicrobiano de uma seleão antimicrobiano de uma seleçção de ão de 
agentes agentes quimioterquimioteráápicospicos
Baixo espectro de aBaixo espectro de aççãoão
Drogas Antimicrobianas Naturais: AntibiDrogas Antimicrobianas Naturais: Antibióóticos ticos 
• São compostos químicos produzidos por micro‐organismos  
(fungos e bactérias) que inibem ou matam outros micro‐
organismos
• Toxicidade seletiva:
– Cloranfenicol e estreptomicina afeta ribossomos de 
Bacteria
– Penicilina e cefalosporina afetam a parede celular de 
Bacteria
– Imidazóis e triazóis afetam a síntese de ergosterol em 
fungos
50 50 50
30 30 30
DNA girase
Ácido nalidíxico
Ciprofloxacina
Novobiocina
(quinolonas)
Elongação do RNA
ActinomicinaActinomicina
RNA polimerase DNA dependente
Rifamicinas
Estreptovaricinas
Cicloserina
Vancomicina
Bacitracina
Penicilinas
Cefalosporinas
Carbapenemos
SSííntese de parede celularntese de parede celular
THF
DHF
PABA
Trimetroprim
Sulfonamidas
Metabolismo do 
ácido fólico
Estrutura da membrana citoplasmática
Polimixinas
Ribossomos 
DNA
mRNA
Parede celular
Membrana 
citoplasmática
THF ‐ tetraidrofolato; DHF ‐ diidrofolato
Eritromicina (macrolídeos)
Cloranfenicol
Clindamicina
Lincomicina
Síntese protéica
(inibidores de 50S)
Tetraciclinas
Estreptomicina
Gentamicina
Kanamicina
Amicacina
Nitrorfuranos
Síntese protéica 
(inibidores de 30S)
aminoglicosídeos
Modo de aModo de açção de ão de AntibacterianosAntibacterianos
Controle de VControle de Víírus e Fungosrus e Fungos
Drogas Antivirais:
• Toxicidade para o hospedeiro
• Desenvolvimento por causa das medidas de controle da AIDS
• Análagos de nucleosídeos e interferons
Drogas Antifúngicas:
• Toxicidade para o hospedeiro
• Na maioria do casos: aplicações tópicas
• Inibidores de ergosterol (toxicidade seletiva)
Resistência Resistência ààs Drogas Antimicrobianass Drogas Antimicrobianas
• Capacidade adquirida por um micro‐organismo de resistir a um agente 
quimioterápico ao qual era normalmente sensível
• A maioria das resistências envolve genes de resistênciagenes de resistência que são transferidos 
por meio de transferência horizontal de genes (THG)
•• Mecanismos de resistência:Mecanismos de resistência:
– Redução da permeabilidade
– Inativação enzimática do antibiótico
– Alteração da molécula‐alvo
– Desenvolvimento de uma via metabólica alternativa
– Efluxo (bombeamento para fora)
•• PrPrááticas humanas que resultam na resistência a antibiticas humanas que resultam na resistência a antibióóticos:ticos:
– Uso extensivo e errôneo de antibióticos
– Uso de antibióticos na nutrição animal
•• SoluSoluçções:ões:
– Uso racional de antibióticos no ambiente hospitalar, na prática médica e 
na nutrição animal
– Desenvolvimento de novas drogas e terapias alternativas